碱性过氧化氢联合木聚糖酶改性提升柑橘果渣纤维功能特性及营养价值研究

本研究针对柑橘加工副产物高值化利用难题，通过物理、化学及酶法（碱性H2O2联合xylanase）协同改性柑橘果渣纤维，显著提升可溶性膳食纤维（SDF）含量至31.45%，并改善持水性（+123.61%）、持油性及热稳定性（600℃残炭量提升至33.10%），为功能性食品开发提供创新解决方案。

　　

论文解读

柑橘作为全球年产量达8200万吨的重要经济作物，其加工过程中产生的果皮、果渣等副产物常被填埋处理，不仅造成资源浪费（含30-50%膳食纤维），更引发环境压力。传统不溶性膳食纤维（IDF）因结构致密难以被肠道菌群利用，而可溶性膳食纤维（SDF）具有调节血糖、胆固醇及改善肠道微生态等优势，但天然柑橘纤维中SDF含量不足10%。如何通过绿色改性技术提升SDF比例并优化功能特性，成为食品科学领域的关键挑战。

广东某企业联合研究团队在《Food Hydrocolloids》发表的研究中，创新性地采用物理（超声、均质）、化学（碱性H₂O₂）与酶法（xylanase）协同处理柑橘果渣（原料来自梅州飞龙果业），通过单因素与组合实验筛选最优改性方案，结合扫描电镜、热重分析等技术评估结构-功能关系。

主要技术方法
研究以柑橘果胶提取后的果渣为原料，对比物理（超声/高压均质）、化学（H₂O₂-NaOH）、酶法（xylanase/laccase/cellulase）及组合处理效果，通过单糖组成分析（HPLC）、傅里叶红外光谱（FTIR）和比表面积测定（BET）揭示结构变化，并检测持水性（WHC）、持油性（OHC）及热稳定性（TGA）等指标。

研究结果
1. 不同改性方法效果比较
碱性H₂O₂处理单独使用时SDF提升率最高（CP果皮21.14%，CR果肉21.59%），而xylanase处理使纤维结构更疏松。组合处理（H₂O₂+xylanase）产生协同效应，SDF含量达31.45%，阿拉伯糖/木糖比值显著增加，表明半纤维素降解效果显著。

2. 结构表征
电镜显示改性纤维表面形成多孔蜂窝状结构，比表面积增加3.2倍；FTIR证实化学骨架未改变但羟基暴露增多，BET数据表明孔隙率提升至未处理样的4.8倍，为功能改善提供物理基础。

3. 功能特性提升
改性后WHC（12.34→27.60 g/g）与膨胀能力（4.32→13.59 mL/g）分别提升123.61%和214.56%，归因于孔隙结构增强水分渗透；OHC增长58.33%，有助于肠道脂质吸附；600℃残炭量从10.22%升至33.10%，热稳定性显著优化。

结论与意义
该研究证实碱性H₂O₂-xylanase组合是柑橘纤维改性的高效方法，通过选择性降解半纤维素增加SDF含量，同时构建多孔结构提升功能特性。改性纤维在低热量食品、脂质吸附剂及热加工食品中具应用潜力，为柑橘加工废弃物资源化提供技术支撑，符合联合国可持续发展目标（SDGs）中的负责任消费与生产要求。研究团队建议未来探索规模化生产中酶回收利用技术，以进一步降低改性成本。